La bacteria de Yellowstone que revolucionó la Biología Molecular
Ahora la técnica de PCR está en boca de todos y a diario oímos hablar de ella en los medios de comunicación. Sin embargo, pocos saben que detrás de su desarrollo está el descubrimiento que un gran microbiólogo realizó en el parque de Yellowstone. Esta es la historia de Thomas Brock y su Thermus aquaticus.
Thomas Brock es botánico de formación, con un doctorado especializado en micología, pero actualmente se le considera uno de los mayores expertos a nivel mundial en ecología microbiana. Este gran microbiólogo tenía la cabeza muy dura y se propuso desmontar la teoría totalmente establecida de que no podía haber vida por encima de los 55ºC. Seguro que si habéis estudiado una carrera de ciencias os sonará el libro base de la Microbiología que lleva su nombre: “Brock, Biología de los Microorganismos”.
Portada de la última edición en castellano del libro “Brock. Biología de los Microorganismos.
La vida profesional de Thomas Brock tuvo muchos vaivenes pero vamos a centrarnos en lo que interesa para nuestra historia ¿Qué llevo a este botánico a interesarse por el parque de Yellowstone? En 1963, los prestigiosos Laboratorios Friday Harbor de la Universidad de Washington en Seattle permitieron a Brock realizar una serie de estancias para ampliar sus conocimientos sobre Microbiología Marina. A pesar de que siempre había sido reacio a visitar sitios muy turísticos y concurridos, en uno de sus viajes en coche desde Indiana, donde vivía, hasta Seattle, decidió hacer una alto en el camino para pasear por el parque de Yellowstone. Ese fue el momento en el que cambió el rumbo de su vida. Brock quedó fascinado con las fuentes termales del parque y los tapetes microbianos que les daban esos colores fascinantes y pensó que podrían ser un sistema modelo excelente para estudiar cuestiones básicas sobre ecología microbiana. Su idea obtuvo una buena financiación lo que le permitió establecer un pequeño laboratorio cerca del parque y reclutar algunos estudiantes que le echaran una mano. Entre ellos estaba nuestro segundo protagonista, Hudson Freeze, que se incorporó en 1966 al laboratorio y a quien se encargó la compleja labor de aislar microorganismos de estas fuentes termales poniendo a punto tanto los medios de cultivo como las condiciones más adecuadas para conseguirlo con éxito. De esta manera consiguieron aislar una bacteria que producía un pigmento amarillo a partir de agua a más de 69 ºC recogida en “Mushroom Spring”. Es un poco irónico que un micólogo convertido en microbiólogo consiga el mayor logro de su carrera en algo que se llama “El manantial del hongo”, ¿verdad?.
Imagen de la fuente termal “Mushroom Spring” en el Parque de Yellowstone de donde se aisló a Thermus aquaticus.
Brock y Freeze necesitaron 3 años para poder caracterizar taxonómicamente a ese microorganismo que bautizaron con el nombre de Thermus aquaticus. Esta bacteria es un bacilo inmóvil Gram negativo y aerobio, que puede vivir entre 40 y 79 ºC pero alcanza su crecimiento óptimo a 70ºC. En el momento de la publicación del artículo donde la describían, T. aquaticus se convirtió en el microorganismo más termófilo conocido y demostró que la comunidad científica estaba equivocada en su teoría de que no podía haber vida por encima de los 55ºC.
Encabezado del artículo en el que se describió a Thermus aquaticus (Journal of Bacteriology, 1969, 98 (1), 289-297).
El hallazgo de esta bacteria termófila tuvo gran repercusión, pero su verdadera importancia surgió del impacto que, unos años después, se demostró que podía tener en los campos de la Biotecnología y la Biología Molecular. A las temperaturas a las que vive T. aquaticus, las proteínas de una bacteria “normal” estarían desnaturalizadas, pero las suyas están diseñadas para trabajar a temperaturas altas en las que son perfectamente activas y funcionales. De todas sus enzimas, la más relevante es la Taq Polimerasa debido a que se usa en la técnica de PCR para copiar de manera artificial las cadenas de DNA. La PCR necesita la aplicación de temperaturas de alrededor de 95ºC para poder desnaturalizar el DNA antes de copiarlo, por lo que, sin una enzima termoestable que pueda aguantar sin degradarse nunca hubiera podido desarrollarse esta técnica que revolucionó la Biología Molecular y ha permitido una gran cantidad de avances científicos hasta la fecha.
El propio Brock ha manifestado en muchas ocasiones que algunos de sus colegas dijeron que buscar bacterias vivas en las fuentes termales del Parque Nacional de Yellowstone era inútil porque no tenía un fin práctico. Hoy en día, la PCR es una técnica imprescindible tanto en investigación como en diagnóstico así que esta historia es otro ejemplo de la importancia de la investigación básica.
Si quieres saber más sobre Brock y su gran hallazgo revisa estos enlaces:
ENTREVISTA A THOMAS BROCK CONTANDO SU DESCUBRIMIENTO
ARTÍCULO AUTOBIOGRÁFICO DE THOMAS BROCK
Brock, T. D., 1995. The Road to Yellowstone – and beyond. Annual Review of Microbiology 49, 1-28. Disponible en: https://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev.mi.49.100195.000245
Uno de los descubrimientos microbiológicos fundamentales que han revolucionado todas las ramas del conocimiento, no solo significo la aparición de las bacterias termófilas en el ambito científico, sino que se saco de manga una de las técnicas más usadas de la actualidad. Además, todo aquel que le guste la micro, tiene que leer alguna edición de Brock Biologia de los microorganismos.
